用加速溶剂萃取(ASE)技术提取环境样品中的多环芳烃(PAHs)
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气相色谱条件采用三段式升温程序:以10℃/min 从5010℃/min 增加到310℃,保持3min;以4 ℃/min增加到326℃;然后10 ℃/min增加到350℃保持10 min。以氦气为载气,流速恒定在30 cm/s。 质谱仪的倍增电压为2000eV,质荷比扫描范围为35-500。
分析结果
ASE萃取土壤以及海底沉积物中PAH的实验结果如表1和表2所示。由表1所示所有基质的加标回 收率与由索氏萃取8-18小时得到的基准值相符合。
在萃取池放入自动进样盘里,洗净的40ml收集瓶标上合适号码后(最多有20个)旋上配有隔垫的瓶 盖。
HPLC分析条件
根据HPLC分析的需要,ASE萃取液应稀释或者浓缩。HPLC系统使用的色谱柱为SUPELCOSIL 15-cm×4.6cm LC-PAH柱,流速为1.5ml/min。流动相为乙腈水溶液梯度淋洗:0-5min 60%水,40% 乙腈; 5-25min 乙腈从40%增加到100%(线性增加)。 同时用紫外和荧光检测器检测;紫外检测波 长254nm,荧光检测器激发波长300nm、发射波长410nm。采用外标法定量。
1.3
0.5
5.4
1.3
参考文献: 1. Richter, B.; Ezzell, J.; Felix, D. “Single Laboratory Method Validation Report: Extraction of TCL/PPL(Target Compound List/Priority Pollutant List) BNAs and Pesticides Using Accelerated Solvent Extraction(ASE) with Analytical Validation by GC/MS and GC/ECD”Document 116064.A, Dionex
溶剂
二氯甲烷 丙酮 乙腈
ASE 200萃取条件
系统压力:10Mpa(1500psi) 温 度:100℃ 样 品 量:7g 加热时间:5min ` 静态时间:5min 溶剂:二氯甲烷/丙酮(1:1,V/V) 冲洗体积:萃取池体积的60% N2吹扫: 1Mpa(150psi),吹扫60秒
样品信息
PAH污染的土壤由资源技术中心提供并认证(SRS 100-103,lot num-ber AQ103以及RQ103)。含 已知PAH浓度的海洋沉积物样品从加拿大国家研究委会(HS-3)获得。污染的土壤样品萃取液用液 相色谱仪分析。
实验结果表明ASE技术萃取PAH化合物等效或优于传统的索氏萃取方法。ASE符合在U.S. EPA SW-846方法 3545陈述PAH分析的要求,是EPA3545A推荐使用的方法。
组成
芴 菲
表一:污染土壤中多环芳烃的回收率(SRS103-100)
平均回收率,n=8(所
相对标准偏差
占索氏提取的结果的
比率,%)
Fluoranthene
54.73
4.82
芘
Pyrene
33.70
2.83
苯并(a)荧蒽
Benz[a]anthracene 12.40
1.07
屈
Chrysene
14.95
1.52
苯并(a) 芘
Benzo[a]pyrene
6.27
0.65
苯并(b)荧蒽
Benzo[b]fluoranthene 11.46
粘性、纤维状或油状不适用于磨碎的材料应切碎或者用其它分割方式,以使样品萃取时与溶剂有 最大的接触面积。如果材料适用于研磨,样品与无水硫酸钠(与样品比例1:1)混合后研磨可以提高 研磨效率。
在萃取池的出口处放置一片纤维素膜。在11mL的萃取池称取约10克样品,22mL的萃取池称取约 20克样品。如果样品与无水硫酸钠混合,把烧杯里所全部的物质转移到萃取池。在适当的样品池里加 入内标和基体标物。
在本应用文献中介绍的步骤符合U.S.EPA3545A中从固体废弃物萃取PAH的要求。本方法适用的 固体废弃物包括土壤、污泥和沉积物。
仪器
Dionex ASE200溶剂萃取仪,11mL以上不锈钢萃取池 Dionex HPLC系统 SUPELCOSIL LC-PAH柱,15cm×4.6mm(Supelco, Inc., Bellefonte, Pennsylvania, USA) Dionex萃取采集瓶(40mL P/N 49465;60mL P/N 49466)
分析物的浓度范围 :每种成分 20-1400mg/kg
苯并(b)荧蒽以及苯并(k)荧蒽的总数
88.0 101.2 104.8 93.6 121.8 142.3 100.3
戴安公司技术注解
6.6 14 18 10 15 8.1 15
AN313
表二:从海洋沉积物 HS-3 中提取的多环芳烃(mg/kg)
组成
平均回收率(n=4) 标准偏差
萘
Naphthalene
8.87
1.00
Acenaphthalene
Acenaphthalene
ND
NA
苊
Acenaphthene
4.89
0.51
芴
Fluorene
10.09
1.26
菲
Phenanthrene
68.80
6.44
蒽
Anthracene
7.73
0.57
荧蒽
传统萃取技术环境样品例如土壤、污泥以及其它固体废弃物中萃取PAH化合物一般需要大量的有 机溶剂,例如索氏萃取环境样品大部分需要250-500mL的溶剂。最近环境法规方面的预期改变将严格 限制全世界范围内的实验室的溶剂消耗量。ASE的开发就符合处理固体废弃物时减少溶剂消耗量这一 新法规。
与现有萃取技术相比,ASE萃取固体废弃物中的PAH更方便、快速、溶剂消耗更少。ASE萃取的 回收率等同于其它需要大量溶剂的萃取方法例如索氏或超声萃取。而且ASE也能避免与超声萃取相关 的重复清洗过程。ASE萃取10g典型的土壤样品一般耗时12分钟,总的溶剂消耗量大约为15ml。
戴安公司技术注解 AN313
用加速溶剂萃取(ASE)技术提取环境样品中的多环芳烃(PAHs)
(符合U.S. EPA方法3545要求)Fra bibliotek介绍:
加速溶剂萃取是新型的萃取技术,其可以显著地简化样品前处理过程。用泵抽取常用的溶剂到装 有样品的萃取池中,而后加温加压。萃取数分钟后,萃取液从加热池中转移到标准收集瓶以待净化或 分析。整个过程都是全自动化的而且萃取几分钟即可完成,因而提供更快速方便且消耗溶剂量少。
Fluorene
83.4
1.6
Phenanthrene
119.2
1.9
蒽
Anthracene
荧蒽
Fluoranthene
芘
Pyrene
苯并(a)荧蒽
Benz[a]anthracene
屈
Chrysene
苯并(b,k)荧蒽
Benzo[b,k]fluorantheneb
苯并(a)芘
Benzo[a]pyrene
注:海洋沉积物样品萃取液用GC/MS分析,所有的分析工作由Mountain States Analytical,Inc. (Salt Lake City, Utah, USA)完成。
戴安公司技术注解 AN313
样品制备
样品装入萃取池前应干燥和研磨。含水量大于10%的样品应与硫酸钠或Hydromatrix硅藻土等比 例混合。在研磨装置里加入足量的样中以确保经研磨后至少有10-20g的样品。
苯[b]荧蒽和苯[k]荧蒽的回收率是两种化合物的和,这与报道的基准值计算方式相符。HPLC方 法不能定量比芴轻的物质。而且土壤基准物中的分子量不大于比苯[a]芘,因此土壤中分子量超过这个 范围的结果没有给出。
加拿大海底沉积物样品的萃取结果如表2所示。只有4种化合物的回收率不在基准值90%的置信区 间内,分别为蒽,苯[b]荧蒽,苯[k]荧蒽,二苯[a,h]蒽。蒽的平均回收率低于基准值,然而其它三种 物质的结果高于基准值。
0.77
ne
CI=置信区间
ND=在检测线上没有检出(1.5mg/kg)
NA=不适用
鉴定值 9.0 0.3 4.5 13.6 85.0 13.4 60.0 39.0 14.6 14.1 7.4 7.7 2.8 5.0
90%CI 0.7 0.1 1.5 3.1 20 0.5 9 9 2 2 3.6 1.2 2 2
GC/MS分析条件
ASE萃取液浓缩到4ml后采用美国EPA 方法 8270分析。采用HP5890系列II气相色谱仪分析的, 带分流-不分流进样器,HP7673自动进样品以及HP5970质谱检测器。样品的进样体积为1 μL。色谱 柱为30m×0.25mm XTI-5 毛细管柱(Restek,Bellefonte,Pennsylvania,USA),不使用保护柱。 进样器的温度保持在270℃,传输线的温度设置为300℃。
1.27
苯并(k)荧蒽
Benzo[k]fluoranthene 10.16
1.28
苯并(ghl)二萘嵌 Benzo[ghi]perylene 苯
4.14
0.69
二苯并(a, n)蒽
Dibenz[ah]anthracen 2.58
0.33
e
茚并[1,2,3-cd]芘 Indeno[1,2,3-cd]pyre 4.30
分析结果
ASE萃取土壤以及海底沉积物中PAH的实验结果如表1和表2所示。由表1所示所有基质的加标回 收率与由索氏萃取8-18小时得到的基准值相符合。
在萃取池放入自动进样盘里,洗净的40ml收集瓶标上合适号码后(最多有20个)旋上配有隔垫的瓶 盖。
HPLC分析条件
根据HPLC分析的需要,ASE萃取液应稀释或者浓缩。HPLC系统使用的色谱柱为SUPELCOSIL 15-cm×4.6cm LC-PAH柱,流速为1.5ml/min。流动相为乙腈水溶液梯度淋洗:0-5min 60%水,40% 乙腈; 5-25min 乙腈从40%增加到100%(线性增加)。 同时用紫外和荧光检测器检测;紫外检测波 长254nm,荧光检测器激发波长300nm、发射波长410nm。采用外标法定量。
1.3
0.5
5.4
1.3
参考文献: 1. Richter, B.; Ezzell, J.; Felix, D. “Single Laboratory Method Validation Report: Extraction of TCL/PPL(Target Compound List/Priority Pollutant List) BNAs and Pesticides Using Accelerated Solvent Extraction(ASE) with Analytical Validation by GC/MS and GC/ECD”Document 116064.A, Dionex
溶剂
二氯甲烷 丙酮 乙腈
ASE 200萃取条件
系统压力:10Mpa(1500psi) 温 度:100℃ 样 品 量:7g 加热时间:5min ` 静态时间:5min 溶剂:二氯甲烷/丙酮(1:1,V/V) 冲洗体积:萃取池体积的60% N2吹扫: 1Mpa(150psi),吹扫60秒
样品信息
PAH污染的土壤由资源技术中心提供并认证(SRS 100-103,lot num-ber AQ103以及RQ103)。含 已知PAH浓度的海洋沉积物样品从加拿大国家研究委会(HS-3)获得。污染的土壤样品萃取液用液 相色谱仪分析。
实验结果表明ASE技术萃取PAH化合物等效或优于传统的索氏萃取方法。ASE符合在U.S. EPA SW-846方法 3545陈述PAH分析的要求,是EPA3545A推荐使用的方法。
组成
芴 菲
表一:污染土壤中多环芳烃的回收率(SRS103-100)
平均回收率,n=8(所
相对标准偏差
占索氏提取的结果的
比率,%)
Fluoranthene
54.73
4.82
芘
Pyrene
33.70
2.83
苯并(a)荧蒽
Benz[a]anthracene 12.40
1.07
屈
Chrysene
14.95
1.52
苯并(a) 芘
Benzo[a]pyrene
6.27
0.65
苯并(b)荧蒽
Benzo[b]fluoranthene 11.46
粘性、纤维状或油状不适用于磨碎的材料应切碎或者用其它分割方式,以使样品萃取时与溶剂有 最大的接触面积。如果材料适用于研磨,样品与无水硫酸钠(与样品比例1:1)混合后研磨可以提高 研磨效率。
在萃取池的出口处放置一片纤维素膜。在11mL的萃取池称取约10克样品,22mL的萃取池称取约 20克样品。如果样品与无水硫酸钠混合,把烧杯里所全部的物质转移到萃取池。在适当的样品池里加 入内标和基体标物。
在本应用文献中介绍的步骤符合U.S.EPA3545A中从固体废弃物萃取PAH的要求。本方法适用的 固体废弃物包括土壤、污泥和沉积物。
仪器
Dionex ASE200溶剂萃取仪,11mL以上不锈钢萃取池 Dionex HPLC系统 SUPELCOSIL LC-PAH柱,15cm×4.6mm(Supelco, Inc., Bellefonte, Pennsylvania, USA) Dionex萃取采集瓶(40mL P/N 49465;60mL P/N 49466)
分析物的浓度范围 :每种成分 20-1400mg/kg
苯并(b)荧蒽以及苯并(k)荧蒽的总数
88.0 101.2 104.8 93.6 121.8 142.3 100.3
戴安公司技术注解
6.6 14 18 10 15 8.1 15
AN313
表二:从海洋沉积物 HS-3 中提取的多环芳烃(mg/kg)
组成
平均回收率(n=4) 标准偏差
萘
Naphthalene
8.87
1.00
Acenaphthalene
Acenaphthalene
ND
NA
苊
Acenaphthene
4.89
0.51
芴
Fluorene
10.09
1.26
菲
Phenanthrene
68.80
6.44
蒽
Anthracene
7.73
0.57
荧蒽
传统萃取技术环境样品例如土壤、污泥以及其它固体废弃物中萃取PAH化合物一般需要大量的有 机溶剂,例如索氏萃取环境样品大部分需要250-500mL的溶剂。最近环境法规方面的预期改变将严格 限制全世界范围内的实验室的溶剂消耗量。ASE的开发就符合处理固体废弃物时减少溶剂消耗量这一 新法规。
与现有萃取技术相比,ASE萃取固体废弃物中的PAH更方便、快速、溶剂消耗更少。ASE萃取的 回收率等同于其它需要大量溶剂的萃取方法例如索氏或超声萃取。而且ASE也能避免与超声萃取相关 的重复清洗过程。ASE萃取10g典型的土壤样品一般耗时12分钟,总的溶剂消耗量大约为15ml。
戴安公司技术注解 AN313
用加速溶剂萃取(ASE)技术提取环境样品中的多环芳烃(PAHs)
(符合U.S. EPA方法3545要求)Fra bibliotek介绍:
加速溶剂萃取是新型的萃取技术,其可以显著地简化样品前处理过程。用泵抽取常用的溶剂到装 有样品的萃取池中,而后加温加压。萃取数分钟后,萃取液从加热池中转移到标准收集瓶以待净化或 分析。整个过程都是全自动化的而且萃取几分钟即可完成,因而提供更快速方便且消耗溶剂量少。
Fluorene
83.4
1.6
Phenanthrene
119.2
1.9
蒽
Anthracene
荧蒽
Fluoranthene
芘
Pyrene
苯并(a)荧蒽
Benz[a]anthracene
屈
Chrysene
苯并(b,k)荧蒽
Benzo[b,k]fluorantheneb
苯并(a)芘
Benzo[a]pyrene
注:海洋沉积物样品萃取液用GC/MS分析,所有的分析工作由Mountain States Analytical,Inc. (Salt Lake City, Utah, USA)完成。
戴安公司技术注解 AN313
样品制备
样品装入萃取池前应干燥和研磨。含水量大于10%的样品应与硫酸钠或Hydromatrix硅藻土等比 例混合。在研磨装置里加入足量的样中以确保经研磨后至少有10-20g的样品。
苯[b]荧蒽和苯[k]荧蒽的回收率是两种化合物的和,这与报道的基准值计算方式相符。HPLC方 法不能定量比芴轻的物质。而且土壤基准物中的分子量不大于比苯[a]芘,因此土壤中分子量超过这个 范围的结果没有给出。
加拿大海底沉积物样品的萃取结果如表2所示。只有4种化合物的回收率不在基准值90%的置信区 间内,分别为蒽,苯[b]荧蒽,苯[k]荧蒽,二苯[a,h]蒽。蒽的平均回收率低于基准值,然而其它三种 物质的结果高于基准值。
0.77
ne
CI=置信区间
ND=在检测线上没有检出(1.5mg/kg)
NA=不适用
鉴定值 9.0 0.3 4.5 13.6 85.0 13.4 60.0 39.0 14.6 14.1 7.4 7.7 2.8 5.0
90%CI 0.7 0.1 1.5 3.1 20 0.5 9 9 2 2 3.6 1.2 2 2
GC/MS分析条件
ASE萃取液浓缩到4ml后采用美国EPA 方法 8270分析。采用HP5890系列II气相色谱仪分析的, 带分流-不分流进样器,HP7673自动进样品以及HP5970质谱检测器。样品的进样体积为1 μL。色谱 柱为30m×0.25mm XTI-5 毛细管柱(Restek,Bellefonte,Pennsylvania,USA),不使用保护柱。 进样器的温度保持在270℃,传输线的温度设置为300℃。
1.27
苯并(k)荧蒽
Benzo[k]fluoranthene 10.16
1.28
苯并(ghl)二萘嵌 Benzo[ghi]perylene 苯
4.14
0.69
二苯并(a, n)蒽
Dibenz[ah]anthracen 2.58
0.33
e
茚并[1,2,3-cd]芘 Indeno[1,2,3-cd]pyre 4.30